p?p??gh?101.3?103?960?9.81?(9.5?1.0)Pa?1.813?103Pa（绝压） 作用在孔盖上的总力为
F?(p?pa)A＝（1.813?103－101.3?103）?每个螺钉所受力为 F1?39.5?10?因此
n?FF1?3.627?104?6.093?103?N?5.95?6（个）??π?0.762N＝3.627?104N 4π?0.0142N?6.093?103N 4
习题4附图
习题5附图
5．如本题附图所示，流化床反应器上装有两个U管
压差计。读数分别为R1=500 mm，R2=80 mm，指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R3=100 mm。试求A、B两点的表压力。 解：（1）A点的压力
pA??水gR3??汞gR2??1000?9.81?0.1?13600?9.81?0.08?Pa?1.165?104Pa（表）
（2）B点的压力
习题6附图 4pB?pA??汞gR1 ?1.165?10?13600?9.81?0.5Pa?7.836?10Pa（表）??46．如本题附图所示，水在管道内流动。为测量流体压力，在管道某截面处连接U管压差计，指示液为水银，读数R=100 mm，h=800 mm。为防止水银扩散至空气中，在水银面上方充入少量水，其高度可以忽略不计。已知当地大气压力为 kPa，试求管路中心处流体的压力。
解：设管路中心处流体的压力为p
根据流体静力学基本方程式，pA?pA? 则 p+?水gh+?汞gR?pa
p?pa??水gh??汞gR??101.3?10?1000?9.8?0.8?13600?9.8?0.1?Pa?80.132kPa3
7．某工厂为了控制乙炔发生炉内的压力不超过 kPa（表压），在炉外装一安全液封管（又称水封）装置，如本题附图所示。液封的作用是，当炉内压力超过规定值时，气体便从液封管排出。试求此炉的安全液封管应插入槽内水面下的深度h。
解：?水gh?13.3
习题7附图 h?13.3??水g??13.3?1000?1000?9.8?m?1.36m
流体流动概述
3
8. 密度为1800 kg/m的某液体经一内径为60 mm的管道输送到某处，若其平均流速为
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m/s，求该液体的体积流量（m/h）、质量流量（kg/s）和质量通量[kg/(m·s)]。
解： Vh?uA?uπ23.14d?0.8??0.062?3600m3s?8.14m3h 44π3.14ws?uA??ud2??0.8??0.062?1000kgs?2.26kgs
44G?u??0.8?1000kg?m2?s??800kg?m2?s?
9．在实验室中，用内径为 cm的玻璃管路输送20 ℃的70%醋酸。已知质量流量为10
kg/min。试分别用用SI和厘米克秒单位计算该流动的雷诺数，并指出流动型态。 解：（1）用SI单位计算
查附录70%醋酸在20 ℃时，??1069kgm3，??2.50?10?3Pa?s d?1.5cm?0.015m
ub?10?60?π4?0.0152?1069?ms?0.882ms
Re?dub???0.015?0.882?1069?2.5?10?3??5657 故为湍流。
（2）用物理单位计算
??1069gcm3，??0.025g?cm?s? d?1.5cm，ub??88.2cms Re?dub???1.5?88.2?1.0690.025?5657
10．有一装满水的储槽，直径 m，高3 m。现由槽底部的小孔向外排水。小孔的直径为4 cm，测得水流过小孔的平均流速u0与槽内水面高度z的关系为：
u0?0.622zg
试求算（1）放出1 m水所需的时间（设水的密度为1000 kg/m）；（2）又若槽中装满
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煤油，其它条件不变，放出1m煤油所需时间有何变化（设煤油密度为800 kg/m）？
3
3
解：放出1m水后液面高度降至z1，则 z1?z0?由质量守恒，得
w2?w1?dM?0，w1?0 （无水补充）
d? w2??u0A0?0.62?A02gz （A0为小孔截面积）1??3?0.8846?m?2.115m 20.785?1.23
M??AZ (A为储槽截面积) 故有 0.62?A02gz??Adz?0
d?即 dz??0.62A0d?
2gzA上式积分得 ??A1212)(z0?z1)
0.622gA0(2?1?1212 ????3?2.115?s?126.4s?2.1min
0.622?9.81?0.04?22 11．如本题附图所示，高位槽内的水位高于地面7 m，水从φ108 mm×4 mm的管道中流出，管路出口高于地面 m。已知水流经系统的能量损失可按∑hf=计算，其中u为水在管内的平均流速（m/s）。设流动为稳态，试计算（1）A-A'截面处水的平均流速；（2）水的流量3
（m/h）。
解：（1）A- A'截面处水的平均流速
在高位槽水面与管路出口截面之间列机械能衡算方程,得
p12p22 gz1?1ub1?1?gz2?ub2???hf 2?2?（1）
式中 z1=7 m，ub1～0，p1=0（表压）
2
z2= m，p2=0（表压），ub2 = u 代入式（1）得
22 9.81?7?9.81?1.5?1ub2?5.5ub22 ub?3.0ms
（2）水的流量（以m/h计）
3
Vs?ub2A?3.0?3.142??0.018?2?0.004??0.02355m3s?84.78m3h 4
习题11附图 习题12附图
12．20 ℃的水以 m/s的平均流速流经φ38 mm× mm的水平管，此管以锥形管与另一φ53 mm×3 mm的水平管相连。如本题附图所示，在锥形管两侧A、B处各插入一垂直玻璃管以观察两截面的压力。若水流经A、B两截面间的能量损失为 J/kg，求两玻璃管的水面差（以mm计），并在本题附图中画出两玻璃管中水面的相对位置。 解：在A、B两截面之间列机械能衡算方程
p12p22 gz1?1ub1?1?gz2?ub2???hf 2?2?式中 z1=z2=0，ub1?3.0ms
?A1ub2?ub1??A?2?d12????ub1??d2??2?0.038?0.0025?2???2.5???ms?1.232ms ??0.053?0.003?2??2 ∑hf= J/kg
p1?p222ub2?ub1ub2??2???1.2322?2.52??hf???1.5??Jkg??0.866Jkg 2??故
p1?p2?0.8669.81m?0.0883m?88.3mm ?g13．如本题附图所示，用泵2将储罐1中的有机混合液送至精
习题13附图 馏塔3的中部进行分离。已知储罐内液面维持恒定，其上方压力为
3
?Pa。流体密度为800 kg/m。精馏塔进口处的塔内压力为?Pa，进料口高于储罐内的液面8 m，输送管道直径为φ68 mm ?4 mm，
3
进料量为20 m/h。料液流经全部管道的能量损失为70 J/kg，求泵的有效功率。
解：在截面A-A?和截面B-B?之间列柏努利方程式，得
p12u12p2u2??gZ1?We???gZ2??hf ?2?2p1?1.0133?105Pa；p2?1.21?105Pa；Z2?Z1?8.0m；u1?0；u2??hf?70Jkg
203600VV??ms?1.966msAπ23.142d??0.068?2?0.004?4422p?pu?u2121 We???g?Z2?Z1???hf ?2